小麥新品種魯原502高產穩產性分析及其育種啟示

李新華等

摘要：利用國家和省級小麥區域試驗數據對小麥新品種魯原502進行高產和穩產性分析，結果表明：魯原502的產量構成三因素具備極強的調節能力；在山東、河北和山西省小麥區試中666.7m2平均產量分別達574.3、517.1、526.9 kg，較對照品種石4185分別增產11.21%、8.40%和7.65%，均達到極顯著水平，表現出高產特性；在黃淮北片試驗中變異系數較舜麥1718和石4185小，較邯6172高，綜合考慮其變異系數及其在試驗中產量均值的表現，該品種又表現出穩產特性。該品種的育成表明，增加穗粒數和改良株型、增強抗倒伏能力和提高收獲指數是山東省今后育種的主要目標，產量構成三因素——穗（單位面積穗數）、粒（每穗粒數）、重（千粒重）應協調發展，以666.7m2穗數40.0萬、穗粒數40粒左右、千粒重45 g以上為宜。

關鍵詞：小麥；魯原502；高產；穩產 ；育種啟示

中圖分類號：S512.103.2文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2015）05-0015-04

Analysis on High and Stable Yield of New Wheat

Variety Luyuan 502 and Breeding Enlightenment

Li Xinhua， Li Peng， Gao Guoqiang， Zhang Fengyun， Sun Mingzhu

（Institute for Application of Atomic Energy， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

AbstractLuyuan 502， a new wheat variety with high yield and wide adaption， was bred by the Institute for Application of Atomic Energy of Shandong Academy of Agricultural Sciences and the Institute of Crop Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences. The analysis on high and stable yield of Luyuan 502 was carried out according to the data from the National and Provincial Wheat Regional Tests. The results were as follows. The yield components of Luyuan 502 had high regulating ability. The average yield of Luyuan 502 in Shandong， Hebei and Shanxi regional tests were 574.3， 517.1 and 526.9 kg per 666.7m2 ， respectively， and were 11.21%， 8.40% and 7.65% higher than that of the control variety， which reached the significant level. Luyuan 502 showed the property of high yield. The variation coefficient of Luyuan 502 in the north Huang-Huai winter wheat area tests， was lower than that of Shunmai 1718 and Shi 4185， but higher than that of Han 6172， so Luyuan 502 showed the characteristic of stable yield， too. It indicated that the main breeding objectives of Shandong Province should be increasing the grain number per spike， improving plant type， enhancing lodging-resistance ability and harvest index. These 3 yield components were optimal with the number of spike above 400 thousand， the grain number per spike above 40 and the 1 000-grain weight above 45 g.

Key wordsWheat； Luyuan 502； High yield； Stable yield； Breeding enlightenment

1998～2008年，我國小麥面積從3 000×104 hm2下降到2 350×104 hm2，而單產從3 685 kg/hm2提高到4 762 kg/hm2，總產從1.10 ×108 t增長到1.12 ×108 t，10 年間小麥單產增長29.2%，而同期水稻和玉米分別增長5.5%和3.1%，其中新品種選育和栽培技術進步在增產中發揮了重要作用 。1971～2006 年山東省小麥品種產量潛力年遺傳進度為0.92%或66.6 kg/hm2，這說明由于育種家的不斷努力，主產區的小麥品種產量潛力還在繼續提高，常規育種仍然發揮著重要作用。要滿足小麥消費不斷增長的需求，必須提高小麥單產，而高產、超高產小麥品種的選育是實現增產最簡單有效的途徑。1996年農業部將農作物航天育種列為重點課題，由中國農業科學院牽頭，組織全國20多個具有較好誘變育種基礎的研究單位，開展作物航天育種聯合攻關。魯原502即是山東省農業科學院原子能農業應用研究所與中國農業科學院作物科學研究所育成的高產廣適小麥新品種，2011、2012年分別通過國家和山東省農作物品種審定委員會審定。該品種是以航天突變系9940168為母本、濟麥19為父本，通過有性雜交和系譜法選育而成，具有高產、穩產、抗病、廣適等優點。本文對魯原502小麥的高產穩產性進行了分析，以期為今后高產小麥新品種選育有所啟迪。endprint

1材料與方法

1.1試驗材料

供試材料是同期參加區域試驗的部分小麥品種，分別是魯原502、舜麥1718、邯6172和石4185。

1.2試驗設計和數據來源

供試小麥品種的產量和農藝性狀數據源自國家黃淮北片冬小麥區域試驗2008-2009、2009-2010年度試驗結果，每年12個試驗點，兩年度共24個點次，其中山東省6個（德州、長清、臨沂、平度、濟寧和煙臺），河北省4個（邯鄲、衡水、石家莊和藁城），山西省2個（新絳和運城）。試驗采用隨機區組排列，重復3次，小區面積13.2 m2，666.7m2基本苗17萬左右，常規田間管理。

魯原502小麥產量形成分析數據源自該品種參加山東省2009～2011年冬小麥區域試驗20個試驗點次的調查結果。

1.3數據處理

國家區域試驗產量數據采用中國農業大學和全國農技推廣服務中心聯合研制的農作物品種區域試驗統計分析系統程序RCT99進行分析，山東省區域試驗數據采用Microsoft Excel 2003進行統計與分析。

2結果與分析

2.1魯原502高產穩產性分析

根據2008～2010年國家黃淮麥區小麥品種區域試驗4個品種的試驗數據，對魯原502高產廣適性進行比對分析。由表1可以看出，2008～2010年黃淮北片冬小麥區試中，魯原502的666.7m2平均產量為547.9 kg，較對照品種石4185增產10.16%，列所有參試小麥品種（系）第1位。從兩個年度4個品種的試驗結果看，魯原502無論是在產量水平高的還是產量水平低的試驗點，產量都較舜麥1718、邯6172和石4185高。魯原502在山東、河北和山西省的666.7m2平均產量分別是574.3、517.1、526.9 kg，較對照品種石4185分別增產11.21%、8.40%和7.65%，均達到極顯著水平，表現出高產特性。

適應度是各品種超過平均產量的環境數占試驗總環境數的比例，反映了品種基本的（超過平均生產水平）廣適性。魯原502在黃淮北片兩年度區域試驗中，適應度最高，其中2009-2010年度達到100%，在所有試驗點都較對照品種增產。變異系數是指品種在各環境上的均值間變異（標準差）占該品種總均值的百分比，反映了品種的靜態穩定性，變異系數小，說明該品種在不同的環境中變化小，靜態穩定性好。變異系數小同時均值高的品種表現出高產穩產的特性，魯原502在黃淮北片試驗中變異系數較舜麥1718和石4185小，較邯6172高，但魯原502均值最高，綜合考慮變異系數和均值在區試中的表現，魯原502表現出高產穩產的特性。

品種離優度值（Pi值）反映的是該品種在各試點上與最佳品種的平均差異，Pi值越小，差異越不顯著，說明該品種在試點間的普遍適應性越高；反之，Pi值越大，差異越顯著，說明其平均產量低或者至少在某些試點上產量低。魯原502在黃淮北片兩個年度的試驗中Pi值都較其它3個品種小，表明魯原502與最佳品種的平均差異小，在試點間的普遍適應性好。從以上分析可以看出，魯原502綜合適應性好，產量高，穩產性好。

2.2魯原502生長特性與產量三因子分析

對4個品種兩年度在國家黃淮冬小麥區域試驗中的產量及農藝性狀數據（表2）進行統計分析可以看出，魯原502全生育期較其它品種長，平均比對照石4185長1.05 d。2009-2010年度冬季降溫早，低溫持續時間長，春季氣溫回升晚，小麥各生育階段推遲，所有參試品種的生育期均較正常年份延長。從株高看，魯原502是73.7～78.9 cm，在4個參試品種中最高或相當；隨冬季溫度的提高，魯原502由北向南株高有增高的趨勢，但都在合理的株高范圍內，為獲得較高的生物產量打下了基礎。最大群體表現為舜麥1718>魯原502>石4185>邯6172，魯原502最大群體列第2位，為獲得較多的有效穗數創造了條件。魯原502千粒重在43.5～43.8 g之間，比較穩定。從有效穗數看，由于2009-2010年度冬季低溫造成參試的4個品種最高分蘗數和有效穗數較正常年份少，魯原502的666.7m2最高分蘗數和有效穗數只有85.6萬和37.6萬；2008-2009年度魯原502的最高分蘗數和有效穗數分別為117.8萬和41.5萬；綜合兩年度區域試驗看，魯原502有效穗數穩定在40萬左右。從穗粒數看，2008-2009

年度區試中魯原502是35.5粒，較舜麥1718和石4185分別少1.3和0.2粒 ；在2009-2010年度區試中是38.0粒，比邯6172少3.7粒；魯原502小麥穗粒數表現出由北向南減少的趨勢。魯原502小麥產量構成三因素中，千粒重是最穩定的因素，其次是有效穗數，穗粒數變化大。

2.3魯原502產量形成分析

為了分析魯原502在不同試驗條件下的產量表現與產量構成三因素的相關性，對2009～2011兩年度山東省冬小麥區域試驗20個點次的試驗數據進行了線性分析。通過產量與產量構成因子的動態分析（圖1）可以看出，魯原502產量與有效穗數的相關性最高，達到了顯著水平，y=0.0531x+9.9554，r=0.4446；穗粒數與產量的相關性排第2位，y=0.0206x+26.7930，r=0.2417；而千粒重與產量的相關性最小，y=0.0045x+41.2000， r=0.0707。通過以上分析可知，產量三因素與魯原502的產量都呈現出正相關，但沒有一個因素與其產量達到極顯著水平，這說明魯原502的產量構成三因素具有極強的調節能力，這可能就是該品種能夠實現高產、穩產、廣適的重要原因。總體來看，要想使魯原502獲得較高的產量，首先要保證獲得足夠的有效穗數，同時協調穗粒數和千粒重同步提高。在666.7m2實收產

量為783.52 kg的兗州市小孟鎮試驗點，魯原502有效穗數達到54.4萬，穗粒數35.2粒，千粒重40.0 g，表明產量構成三因素在高水平狀態下的協調發展是獲得超高產的有效方法。endprint

3育種啟示

3.1魯原502小麥抗逆性對產量的影響

魯原502自2007年參加國家黃淮北片區試以來，先后經歷了冬季低溫極端天氣和赤霉病大面積發生的自然災害，表現出較強的抗寒、耐病和抗倒伏能力。黃淮麥區種植的小麥一般為半冬性品種，每年都有不同程度的凍害發生，一般多為葉片凍害，個別年份、個別品種有死蘗現象，并呈現出從南向北逐漸加重的變化規律。魯原502經受了2009～2011年兩年度冬季低溫的考驗，田間表現出較強的抗寒能力，666.7m2平均產量547.9 kg，較對照石4185增產10.16%，差異達到極顯著水平。

小麥赤霉病在全世界普遍發生，是小麥的主要病害之一，也是影響中國小麥生產的重要病害（受害面積約為700.0×104 hm2）。其中長江中下游冬麥區是該病的多發區和重發區，黃淮麥區和關中麥區近年來也日趨嚴重，從而影響著國內小麥主產區的糧食和食品安全。改變耕作制度和栽培技術難以解決病害的侵染和蔓延，依賴化學防治雖然對控制赤霉病的大發生和大流行有一定效果，但不可避免地造成成本增加和環境污染，因此培育抗病品種成為減輕赤霉病危害的主要途徑。在2011-2012年度黃淮南片冬小麥區域試驗中，小麥抽穗、揚花期間降雨，造成小麥赤霉病大發生，魯原502表現出較強的耐病能力，666.7m2平均產量達到502.8 kg，較對照品種周麥18增產3.73%，達到顯著水平。

近幾年，黃淮麥區小麥的機收面積接近100%，農民最擔心的就是倒伏問題。小麥倒伏不僅嚴重影響產量和籽粒商品性，更重要的是增加收獲成本。要解決倒伏問題，最有效的方法就是降低品種的植株高度，但株高也不能無限度的降低。植株過矮，植株冠層結構會出現不協調，勢必導致通風透光不良和光合作用減弱、營養體不足等問題，最終影響到生物產量和籽粒產量。魯原502株高78 cm左右，穗層厚，666.7m2有效穗數40萬左右，穗粒數在黃淮北片穩定在35.5粒以上，千粒重43.5 g以上，產量三因素協調，在區域試驗中沒有發生倒伏，表現出較強的抗倒伏能力和廣泛的適應性。

3.2株型結構與高產育種

小麥產量構成三要素在每個生態環境中都有一個理想的平衡，這種平衡取決于當地的日照長度和光熱資源，并受水肥供應的影響。我國北方冬小麥生育進程有“一長兩短”的特點，即分蘗期長，穗粒形成期短，灌漿期短。種植多穗型小麥品種可以揚長避短，非常適合黃淮麥區的生態條件，故多年來該地區大面積推廣的品種多屬這一類型。黃淮麥區小麥高產品種應具備如下特征特性：半冬性，耐寒，分蘗力中等，成穗率高；株高80 cm左右，株型緊湊清秀，下部葉片較窄，上部葉片較短且挺舉，田間透光性和耐密性好，光合生產率高，稈韌抗倒伏能力強。

山東省小麥品種的產量潛力仍在繼續增長，主要由于穗粒數和收獲指數的提高。增加穗粒數和改良株型、增強抗倒伏能力和提高收獲指數是山東省今后育種的主要目標。產量三因素穗（單位面積穗數）、粒（每穗粒數）、重（千粒重）協調發展，以666.7m2穗數40萬、每穗40粒左右和千粒重45 g以上為宜。資源創新、穿梭育種和穩定品系的多點鑒定是解決高產、穩產和廣適性小麥新品種選育的有效方法。

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